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배양대뇌신경세포 저산소증모델에서 반하여 의한 유전자표현의 변화
Microarray Analysis of Gene Expression Affected by Water-extracts of Pinelliae rhizoma in a Hypoxic Model of Cultured Rat Cortical Cells 원문보기

생명과학회지 = Journal of life science, v.19 no.7 = no.111, 2009년, pp.905 - 916  

권건록 (동국대학교 한의과대학 내과학교실) ,  정현정 (동국대학교 한의과대학 내과학교실) ,  신길조 (동국대학교 한의과대학 내과학교실) ,  문일수 (동국대학교 의과대학 해부학교실) ,  이원철 (부산대학교 한의학전문대학원) ,  정승현 (동국대학교 한의과대학 내과학교실)

초록
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본 연구는 저산소증에서 반하가 대뇌신경세포의 유전자 표현에 미치는 영향을 알아보기 위하여 배양한 $E_{18}$의 흰쥐 대뇌 신경세포를 반하로 처리하고, 저산소증을 유도한 후 microarray 기법으로 유전자 표현 변화를 조사하였다. Microarray 결과 tubb5, tgfa, ptpn11, n-ras, pdgfa 등 세포의 성장 분화에 관여하는 유전자들의 표현이 증가하였으며, 세포 자연사를 억제하는 mcl-1 유전자의 표현 또한 증가하였다. 한편 세포 자연사를 유도하는 tieg 유전자는 표현이 감소하였다(Fig. 3). 반하에 의하여 수많은 유전자의 표현이 변화되었고, 세포사를 촉진하는 유전자의 표현이 크게 증가되는 경우(예, alox12, faf1)도 있어 본 연구결과만으로 일반적인 결론을 유도하기는 어려웠다. 그러나 대략적으로 반하는 저산소증에서 주로 세포의 성장과 분화를 유지하고, 세포 자연사를 방지하는 유전자들의 표현을 증가시켜 신경 세포사를 보호하는 것으로 이해된다.

Abstract AI-Helper 아이콘AI-Helper

Pinelliae rhizoma (Pr, 半夏) is a traditional medicine used in the treatment of incipient stroke. We investigated the effects of Pr on gene expression in a hypoxic model using cultured rat cortical cells. Pr (2.5 $\mu$g/ml) was added to the culture medium on DIV 12. A hypoxic shock (2% 0

주제어

AI 본문요약
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제안 방법

  • 1). Microarray 전문회사인 Digital Genomics (서울)에 의뢰하여 TwinChip™ Rat-5K microarray c&ip을 형광사진으로 분석하였다. 대조군의 cDNA는 Cy3 형광물질(green)로, 실험군은 Cy5 형광물질(red)로 표지하였으며, hybridization 결과 TwinCOip의 upper array와 lower array의 형광이미지가 매우 유사하여 재현성 이 높음을 알 수 있었다.
  • Microarray는 Digital Genomics (서울)에 의뢰하여 분석하였다. 대조군과 실험군의 저산소증 유발 세포에서 각각 분리한 20~50 μg의 total RNA로부터 oEgo (dT) primer와 역전사효소를 이용하여 first cDNA strand를 만들고, 대조군은 Cy3 dye (green)로, 실험군은 Cy5 dye (red)로 표지하였다.
  • 이를 15,000 rpm에서 15분간 원심 분리하여 상둥액을 얻고 여과멸균(045 μm)한 후 소량씩 분주하여 -20℃에 보관하였다. 건조물의 량은 1 ml 추출액 튜브를 이동하여 3 반복으로(triplicate) 동결건조한 후 평균치를 사용하였다.
  • Microarray는 Digital Genomics (서울)에 의뢰하여 분석하였다. 대조군과 실험군의 저산소증 유발 세포에서 각각 분리한 20~50 μg의 total RNA로부터 oEgo (dT) primer와 역전사효소를 이용하여 first cDNA strand를 만들고, 대조군은 Cy3 dye (green)로, 실험군은 Cy5 dye (red)로 표지하였다. 두 probe를 1:1 혼합하여 TwinCaipW Rat-5K (Digital Genomics) 을 hybridization (3X SSC, 42℃, 16시간)하고 최종적으로 0.
  • 대조군과 실험군의 저산소증 유발 세포에서 각각 분리한 20~50 μg의 total RNA로부터 oEgo (dT) primer와 역전사효소를 이용하여 first cDNA strand를 만들고, 대조군은 Cy3 dye (green)로, 실험군은 Cy5 dye (red)로 표지하였다. 두 probe를 1:1 혼합하여 TwinCaipW Rat-5K (Digital Genomics) 을 hybridization (3X SSC, 42℃, 16시간)하고 최종적으로 0.1X SSC로 상온에서 1 분씩 4회 세척하였다.
  • 한편 DIV 7 세포의 경우 glutamate, AMPA, 혹은 NMDA에의 한 흥분독성을 일으키 지 않지만, DIV 14 세포는 심한 독성반응을 일으킨다[29]. 따라서 본 연구에서는 DIV 12에 반하 2.5 μg/ml를 처리하고 DIV 14에 저산소증을 유발하였다. 저산소 처리가 끝나고 24시간 후에 배양액을 제거하고 5~10 ml의 ice-cold PBS로 세척하였다.
  • 반하가 예로부터 뇌졸중의 치료와 예방에 사용되었음에도 불구하고 뇌신경세포의 보호 작용과 그 기전에 대한 연구가 없었으므로, 저산소증을 유발한 횐쥐 대뇌신경세포에 반 하를 처리하여 cDNA microarray 기법을 이용하여 유전자 표현 변화를 조사하였다.
  • 저산소증에서 반하의 신경세포 보호 기전을 알아보기 위하여 microarray 기법으로 반하가 유전자 표현에 미치는 영향을 조사하였다. 본 연구에 사용한 횐쥐 대뇌신경세포는 저산소증 유발 후 3일 후부터 급격히 사망하기 시작한다.
  • 따라서 저산소증 유발 후 3일 이전에 많은 유전자의 표현이 달라질 것으로 예상되어 1일째에 total RNA를 분리하였다. 즉, DIV 12의 배양세포에 반하 2.5 μg/ml를 처리하고 DIV 14에 저산소증을 유발하였으며, DIV 15에 세포로부터 guanidinium thiocyanate 방법으로 total RNA를 분리 하였다. BioAnalyzer를 이용하여 RNA quality를 조사한 결과 대조군과 실험군 모두 rRNA ratio (285/185)7} 2.

대상 데이터

  • 본 연구는 임신 18일(Embryonic day 18, EG의 Sprague-Dawley계 횐쥐(대한동물실험센터)를 사용하였다.
  • 본 연구에 사용한 횐쥐 대뇌신경세포는 저산소증 유발 후 3일 후부터 급격히 사망하기 시작한다. 따라서 저산소증 유발 후 3일 이전에 많은 유전자의 표현이 달라질 것으로 예상되어 1일째에 total RNA를 분리하였다.
  • 실험에 사용된 반하는 대한약전 및 대한약전 외 한약 규격 주해[25]에 근거하여 동국대학교 부속 한방병원에서 구입하였다. 반하(2 g)에 20 ml의 증류수를 넣어 균질화하고 4℃에서 18시간 진탕하였다.

이론/모형

  • %의 Sprague-Dawley 계 횐쥐 대뇌피질신경세포를 Brewer 둥[2]의 방법에 따라 배양하였다. E18의 횐쥐를 dry ice 가 들어있는 통속에 3~5분간 넣어 마취하고, 자궁을 가른 후횐 쥐 태아를 취하고 뇌를 잘라내었다.
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